專利名稱：擺動式熱管吸附式制冷發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷發(fā)生器，特別是涉及一種利用熱管原理的擺動式熱管吸附式 制冷發(fā)生器，屬于制冷技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
吸附式制冷技術(shù)是通過工質(zhì)對的吸附和解吸來獲取冷量，是一種低品位熱源驅(qū)動 的綠色制冷技術(shù)。吸附床在吸附式制冷中的作用相當(dāng)于傳統(tǒng)制冷循環(huán)中的壓縮機(jī)。吸附 法制冷技術(shù)的核心是吸附床的設(shè)計，其性能直接影響整個系統(tǒng)的效率。目前常見的吸附床 (制冷發(fā)生器)存在的最大問題就是吸附床的傳質(zhì)和傳熱效率不高。目前常見的吸附式床 強(qiáng)化換熱的方式為增加吸附床的換熱面積。但是這樣導(dǎo)致吸附床金屬熱容比(吸附床本 身金屬材料與所填充吸附劑的熱容比)增加，從而使得冷卻過程中冷卻工質(zhì)需帶走更多的 金屬顯熱，減少系統(tǒng)運行能效比。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，專利申請?zhí)枮?2139061. 4、公開號為 CN148397
公開日為2004年3月24日的中國專利申請?zhí)峁┝艘环N“熱管吸附式制冷發(fā)生 器”，文中介紹了整體式和分體式熱管發(fā)生器，均采用熱管對吸附劑進(jìn)行加熱，采用冷工質(zhì) 管對吸附劑進(jìn)行冷卻，熱管和冷工質(zhì)管交錯布置在發(fā)生器內(nèi)，加熱時僅僅熱管工作，冷卻時 僅僅冷工質(zhì)管工作，該結(jié)構(gòu)在傳熱上得到一定程度的強(qiáng)化，但采用上述方式布置(熱管和 冷工質(zhì)管交錯布置)增加了吸附式制冷發(fā)生器的金屬熱容，降低了整體系統(tǒng)的制冷效率。 而且上述“熱管吸附式制冷發(fā)生器”的結(jié)構(gòu)仍較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的吸附床的傳質(zhì)、傳熱效率不高，進(jìn)而影響制冷效 率的問題，提供一種擺動式熱管吸附式制冷發(fā)生器。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是本發(fā)明所述發(fā)生器包括發(fā)生器主 體，所述發(fā)生器主體由殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的多個換熱單元構(gòu)成，所述發(fā)生器還包括擺動 裝置；殼體由容器、隔板和端蓋構(gòu)成；每個換熱單元由熱管、若干個翅片、銅絲網(wǎng)和吸附介 質(zhì)構(gòu)成，所述熱管由光管段和翅片段構(gòu)成，若干個翅片依次分散套裝在熱管的翅片段上，銅 絲網(wǎng)罩在若干個翅片上，銅絲網(wǎng)與翅片段之間均布設(shè)有吸附介質(zhì)；隔板固設(shè)在容器的內(nèi)腔 中且與容器的底端面平行，隔板將容器的內(nèi)腔沿其底端至開口端分成第一腔室和第二腔室 兩部分，多個熱管平行插裝在隔板上，且所述多個熱管均位于容器的下半部分，熱管的光管 段位于第一腔室內(nèi)，翅片段位于第二腔室內(nèi)，每個熱管的軸線均與容器的中軸線平行，端蓋 密閉設(shè)置在容器的開口端上；發(fā)生器主體的殼體的外側(cè)壁安裝在擺動裝置上且所述擺動裝 置可使發(fā)生器主體擺動，即發(fā)生器主體的軸線與水平面之間的夾角可改變；容器的底端面 的邊緣上開有工質(zhì)入口和工質(zhì)出口，且所述工質(zhì)入口靠近擺動裝置，工質(zhì)出口靠近與擺動 裝置相對的容器的外側(cè)壁，且所述工質(zhì)入口和工質(zhì)出口均與第一腔室連通；在容器的外側(cè) 壁上開有制冷劑出入口，且所述制冷劑出入口與第二腔室連通。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明利用了熱管單向傳熱的特性，并通過設(shè)置擺動裝置使發(fā)生器主體兩端沿發(fā) 生器主體橫軸(上下)擺動，進(jìn)而實現(xiàn)了同一發(fā)生器主體可進(jìn)行吸附劑(吸附介質(zhì))解吸 (加熱)、吸附劑吸附(冷卻)兩個過程交替進(jìn)行，而且在每個過程中，所有的換熱單元均工 作，這樣不會增加本發(fā)明(吸附式制冷發(fā)生器)的金屬熱容，從而可大幅度提高本發(fā)明的制 冷效率，本發(fā)明的制冷效率可達(dá)0. 5。本發(fā)明為了強(qiáng)化傳質(zhì)，沿吸附床不銹鋼隔板方向預(yù)留 了空間(即所述多個熱管均位于容器的下半部分，容器的上半部分不安裝熱管)，作為額外 的傳質(zhì)通道使用。發(fā)明采用熱管技術(shù)來實現(xiàn)了吸附床(吸附式制冷發(fā)生器)的加熱和冷卻 交替，解決了現(xiàn)有的吸附床的傳熱難題，從而提高吸附式制冷效率。本發(fā)明通過底部的擺動裝置3實現(xiàn)了角度調(diào)整。吸附床需要加熱時，光管側(cè)通入 加熱工質(zhì)，并通過吸附床底部的擺動裝置，讓吸附床處于附圖1位置。吸附床需要冷卻時， 光管側(cè)通入冷卻工質(zhì)，并通過吸附床底部的擺動裝置，讓吸附床處于附圖2位置。本發(fā)明還 具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，本發(fā)明可以根據(jù)不同吸附式制冷的需要組成單床、雙床或多床系統(tǒng)， 各種用于廢熱利用場合。本發(fā)明的具體優(yōu)點表現(xiàn)為 1、本發(fā)明利用熱管技術(shù)對吸附劑進(jìn)行加熱與冷卻，有效降低了吸附床本體的金屬 熱容(即降低金屬熱量消耗)，能有效提高系統(tǒng)制冷效率(COP)值與單位質(zhì)量吸附劑的制冷 功率(SCP)值，提高了吸附劑的加熱和冷卻效率。2、本發(fā)明利用熱管技術(shù)對吸附劑進(jìn)行加熱與冷卻，實現(xiàn)了吸附床的結(jié)構(gòu)簡化，提 高系統(tǒng)的可靠性。3、本發(fā)明應(yīng)用范圍廣，適用于溫度范圍80°C至400°C余熱廢熱利用?？蛇m用于沸 石-水，硅膠-水，活性炭_氨，氯化鈣_氨等多種吸附式制冷工質(zhì)對。


圖1是本發(fā)明的吸附劑解吸(加熱)過程的狀態(tài)圖(殼體1內(nèi)的一條點劃線代表 一個換熱單元)，圖2是本發(fā)明的吸附劑吸附(冷卻)過程的狀態(tài)圖(殼體1內(nèi)的一條點劃 線代表一個換熱單元)，圖3是圖1的A-A剖面圖，圖4是換熱單元的放大圖。
具體實施例方式具體實施方式
一如圖1 4所示，本實施方式所述的擺動式熱管吸附式制冷發(fā)生 器包括發(fā)生器主體，所述發(fā)生器主體由殼體1和設(shè)置在殼體1內(nèi)的多個換熱單元2構(gòu)成，所 述發(fā)生器還包括擺動裝置3 ；殼體1由容器1-1、隔板1-2和端蓋1-3構(gòu)成；每個換熱單元2 由熱管2-1、若干個翅片2-2、銅絲網(wǎng)2-3和吸附介質(zhì)2-4構(gòu)成，所述熱管2_1由光管段2_1_1 和翅片段2-1-2構(gòu)成，若干個翅片2-2依次分散套裝在熱管2-1的翅片段2-1-2上，銅絲網(wǎng) 2-3罩在若干個翅片2-2上，銅絲網(wǎng)2-3與翅片段2-1-2之間均布設(shè)有吸附介質(zhì)2_4 ；隔板 1-2固設(shè)在容器1-1的內(nèi)腔中且與容器1-1的底端面平行，隔板1-2將容器1-1的內(nèi)腔沿其 底端至開口端分成第一腔室I和第二腔室II兩部分，多個熱管2-1平行插裝在隔板1-2上， 且所述多個熱管2-1均位于容器1-1的下半部分，熱管2-1的光管段2-1-1位于第一腔室 I內(nèi)，翅片段2-1-2位于第二腔室II內(nèi)，每個熱管2-1的軸線均與容器1-1的中軸線平行， 端蓋1-3密閉設(shè)置在容器1-1的開口端上；發(fā)生器主體的殼體1的外側(cè)壁安裝在擺動裝置3上且所述擺動裝置3可使發(fā)生器主體擺動，即發(fā)生器主體的軸線與水平面之間的夾角可 改變；容器1-1的底端面的邊緣上開有工質(zhì)入口 1-1-1和工質(zhì)出口 1-1-2，且所述工質(zhì)入口 1-1-1靠近擺動裝置3，工質(zhì)出口 1-1-2靠近與擺動裝置3相對的容器1-1的外側(cè)壁，且所 述工質(zhì)入口 1-1-1和工質(zhì)出口 1-1-2均與第一腔室I連通；在容器1-1的外側(cè)壁上開有制 冷劑出入口 1-1-3，且所述制冷劑出入口 1-1-3與第二腔室II連通。發(fā)生器主體通過擺動裝置實現(xiàn)發(fā)生器主體兩端沿發(fā)生器主體橫軸上下擺動(即 發(fā)生器主體的軸線與水平面的夾角可改變)。每個銅絲網(wǎng)均勻覆蓋在每個熱管翅片段上，吸 附劑分布在熱管翅片段周圍，由于銅絲網(wǎng)的傳熱性能好，可更進(jìn)一步提高制冷效率。可根據(jù) 吸附工質(zhì)對的性質(zhì)更換熱管的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)尺寸。
具體實施方式
二 本實施方式所述發(fā)生器主體相對于水平面的擺動角度α 在-90° +90°范圍內(nèi)變化。即發(fā)生器主體在-90° +90°范圍內(nèi)可任意角度擺動，可 根據(jù)冷熱介質(zhì)的溫度確定擺動角度，實現(xiàn)要求的解吸和吸附速率。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三如圖1 2所示，本實施方式所述擺動裝置3包括底座3-1、轉(zhuǎn) 動軸3-2和支撐架3-3，支撐架3-3的外形呈U形，轉(zhuǎn)動軸3-2安裝在底座3_1，容器1_1的 側(cè)壁與支撐架3-3的兩端端面固接在一起，支撐架3-3的底端面外壁與轉(zhuǎn)動軸3-2的外側(cè) 壁固接；轉(zhuǎn)動軸3-2的軸線與熱管2-1的軸線垂直。所述支撐架3-3可設(shè)計成三角形形狀， 而且依靠充入第一腔室I內(nèi)工質(zhì)重力作用，可使發(fā)生器主體的軸線與水平面傾斜成一定角 度。這樣設(shè)置的擺動裝置結(jié)構(gòu)簡單，其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四如圖1 2所示，本實施方式所述擺動裝置3還包括驅(qū)動電機(jī) 3-4、主動鏈輪3-5、鏈條3-6、從動鏈輪3-7，主動鏈輪3_5安裝在驅(qū)動電機(jī)3_4的輸出軸上， 主動鏈輪3-5通過鏈條3-6與從動鏈輪3-7連接，從動鏈輪3-7固裝在轉(zhuǎn)動軸3_2上，通過 從動鏈輪3-7將驅(qū)動電機(jī)3-4輸出的動力傳遞給轉(zhuǎn)動軸3-2 ；進(jìn)而使發(fā)生器主體與水平面 傾斜設(shè)置。由于采用了鏈傳動，使所述擺動裝置具有自鎖功能。其它組成及連接關(guān)系與具 體實施方式三相同。
具體實施方式
五本實施方式所述吸附介質(zhì)2-4為硅膠顆粒、活性炭或沸石。其它 組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一、二、三或四相同。
具體實施方式
六本實施方式所述隔板1-2是不銹鋼隔板。保證熱管吸附式制冷 發(fā)生器采用各種吸附式制冷工質(zhì)對都不會發(fā)生腐蝕。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
五相同。本發(fā)明的工作原理一、吸附劑(吸附介質(zhì)2-4)解吸(加熱)過程，轉(zhuǎn)動發(fā)生器主體，讓裝有吸附劑的 熱管翅片段2-1-2 —側(cè)轉(zhuǎn)動到右上方，另一側(cè)熱管光管段2-1-1轉(zhuǎn)動到左下方，然后將熱工 質(zhì)(熱水或熱蒸汽)通過(冷熱)工質(zhì)入口 i-1-i進(jìn)入到第一腔室I內(nèi)(加熱冷卻倉室)， 熱管內(nèi)工質(zhì)吸收熱工質(zhì)的熱量相變換熱生成蒸汽快速經(jīng)過熱管光管段2-1-1進(jìn)入到熱管 翅片段2-1-2，在熱管翅片段2-1-2冷凝放熱將熱量傳遞給吸附劑自身冷凝成液體靠重力 流回到光管端重新吸熱蒸發(fā)，吸附劑被加熱解吸出熱的制冷劑蒸氣，完成吸附劑解吸過程， 熱的制冷劑蒸氣從制冷劑出入口 1-1-3流出后，經(jīng)冷凝器冷卻變成液態(tài)的制冷劑流到儲液 器，經(jīng)節(jié)流閥流入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器吸收冷凍水的熱量變成氣態(tài)再返回發(fā)生器完成解吸制冷過程。二、吸附劑吸附(冷卻)過程，轉(zhuǎn)動發(fā)生器主體，讓裝有吸附劑的熱管翅片段2-1-2 一側(cè)轉(zhuǎn)動到右下方，另一側(cè)熱管光管段2-1-1轉(zhuǎn)動到左上方，然后將冷工質(zhì)(冷水或冷空 氣)通過(冷熱)工質(zhì)入口 i-1-i進(jìn)入到第一腔室I內(nèi)(加熱冷卻倉室)內(nèi)，此時熱管光 管段2-1-1溫度低，熱管翅片段2-1-2溫度高，熱管內(nèi)介質(zhì)吸收熱管翅片段2-1-2吸附劑 的熱量，相變生成蒸汽快速經(jīng)過熱管翅片段2-1-2進(jìn)入到熱管光管段2-1-1，在熱管光管段 2-1-1放熱冷凝成液體在重力作用下再流回?zé)峁艹崞?-1-2進(jìn)行下一個熱力循環(huán)過程。 腔室I內(nèi)冷工質(zhì)不斷的將熱管翅片段2-1-2吸附劑(硅膠或活性炭)的熱量帶走，實現(xiàn)第 二腔室II內(nèi)吸附劑冷卻。蒸發(fā)器出來的冷的制冷劑(完成制冷過程的制冷劑)蒸汽從制冷 劑出入口 1-1-3進(jìn)入第二腔室II內(nèi)被吸附到吸附劑上以完成吸附過程。本發(fā)明的制冷劑可選用甲醇(對應(yīng)的吸附介質(zhì)為活性炭)、水(對應(yīng)的吸附介質(zhì)為 硅膠、沸石) 、氨(對應(yīng)的吸附介質(zhì)為活性炭、氯化鈣)。
權(quán)利要求
一種擺動式熱管吸附式制冷發(fā)生器，所述發(fā)生器包括發(fā)生器主體，所述發(fā)生器主體由殼體(1)和設(shè)置在殼體(1)內(nèi)的多個換熱單元(2)構(gòu)成，其特征在于所述發(fā)生器還包括擺動裝置(3)；殼體(1)由容器(1-1)、隔板(1-2)和端蓋(1-3)構(gòu)成；每個換熱單元(2)由熱管(2-1)、若干個翅片(2-2)、銅絲網(wǎng)(2-3)和吸附介質(zhì)(2-4)構(gòu)成，所述熱管(2-1)由光管段(2-1-1)和翅片段(2-1-2)構(gòu)成，若干個翅片(2-2)依次分散套裝在熱管(2-1)的翅片段(2-1-2)上，銅絲網(wǎng)(2-3)罩在若干個翅片(2-2)上，銅絲網(wǎng)(2-3)與翅片段(2-1-2)之間均布設(shè)有吸附介質(zhì)(2-4)；隔板(1-2)固設(shè)在容器(1-1)的內(nèi)腔中且與容器(1-1)的底端面平行，隔板(1-2)將容器(1-1)的內(nèi)腔沿其底端至開口端分成第一腔室(Ⅰ)和第二腔室(Ⅱ)兩部分，多個熱管(2-1)平行插裝在隔板(1-2)上，且所述多個熱管(2-1)均位于容器(1-1)的下半部分，熱管(2-1)的光管段(2-1-1)位于第一腔室(Ⅰ)內(nèi)，翅片段(2-1-2)位于第二腔室(Ⅱ)內(nèi)，每個熱管(2-1)的軸線均與容器(1-1)的中軸線平行，端蓋(1-3)密閉設(shè)置在容器(1-1)的開口端上；發(fā)生器主體的殼體(1)的外側(cè)壁安裝在擺動裝置(3)上且所述擺動裝置(3)可使發(fā)生器主體擺動，即發(fā)生器主體的軸線與水平面之間的夾角可改變；容器(1-1)的底端面的邊緣上開有工質(zhì)入口(1-1-1)和工質(zhì)出口(1-1-2)，且所述工質(zhì)入口(1-1-1)靠近擺動裝置(3)，工質(zhì)出口(1-1-2)靠近與擺動裝置(3)相對的容器(1-1)的外側(cè)壁，且所述工質(zhì)入口(1-1-1)和工質(zhì)出口(1-1-2)均與第一腔室(Ⅰ)連通；在容器(1-1)的外側(cè)壁上開有制冷劑出入口(1-1-3)，且所述制冷劑出入口(1-1-3)與第二腔室(Ⅱ)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的擺動式熱管吸附式制冷發(fā)生器，其特征在于所述發(fā)生器主 體相對于水平面的擺動角度(a)在-90° +90°范圍內(nèi)變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的擺動式熱管吸附式制冷發(fā)生器，其特征在于所述擺動 裝置(3)包括底座(3-1)、轉(zhuǎn)動軸(3-2)和支撐架(3-3)，支撐架(3-3)的外形呈U形，轉(zhuǎn)動 軸(3-2)安裝在底座(3-1)，容器(1-1)的側(cè)壁與支撐架(3-3)的兩端端面固接在一起，支 撐架(3-3)的底端面外壁與轉(zhuǎn)動軸(3-2)的外側(cè)壁固接；轉(zhuǎn)動軸(3-2)的軸線與熱管(2-1) 的軸線垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的擺動式熱管吸附式制冷發(fā)生器，其特征在于所述擺動裝置 (3)還包括驅(qū)動電機(jī)(3-4)、主動鏈輪(3-5)、鏈條(3-6)、從動鏈輪(3_7)，主動鏈輪(3-5) 安裝在驅(qū)動電機(jī)(3-4)的輸出軸上，主動鏈輪(3-5)通過鏈條(3-6)與從動鏈輪(3-7)連 接，從動鏈輪(3-7)固裝在轉(zhuǎn)動軸(3-2)上，通過從動鏈輪(3-7)將驅(qū)動電機(jī)(3-4)輸出的 動力傳遞給轉(zhuǎn)動軸(3-2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的擺動式熱管吸附式制冷發(fā)生器，其特征在于所述吸 附介質(zhì)(2-4)為硅膠顆粒、活性炭或沸石。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的擺動式熱管吸附式制冷發(fā)生器，其特征在于所述隔板(1-2) 是不銹鋼隔板。
全文摘要
擺動式熱管吸附式制冷發(fā)生器，它涉及一種制冷發(fā)生器。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的吸附床的傳質(zhì)、傳熱效率不高，進(jìn)而影響制冷效率的問題。技術(shù)要點所述多個熱管均位于容器的下半部分，且熱管的光管段于第一腔室內(nèi)，翅片段位于第二腔室內(nèi)；發(fā)生器主體的殼體的外側(cè)壁安裝在擺動裝置上且所述擺動裝置可使發(fā)生器主體擺動；容器的底端面的邊緣上開有工質(zhì)入口和工質(zhì)出口；在容器的外側(cè)壁上開有制冷劑出入口。本發(fā)明通過設(shè)置擺動裝置使發(fā)生器主體上下擺動，實現(xiàn)了同一發(fā)生器主體可進(jìn)行吸附劑解吸、吸附劑吸附兩個過程交替進(jìn)行，在每個過程中，所有的換熱單元均工作，這樣不會增加本發(fā)明的金屬熱容，提高了制冷效率。
文檔編號F25B35/00GK101865571SQ20101021231
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者付忠斌, 周毅, 李炳熙, 賀志宏 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)